八木宇田アンテナとは？
アンテナの設計に入る前に、の性能パラメータまたは特性について知っておく必要があります。 通信アプリケーション用アンテナ 。電波スペクトルでの受信の有効性と指向性を高めるには、優れた八木・宇田アンテナが必要です。このアンテナは20年初頭に発明されましたth宇田と八木という2人の日本人エンジニアによる世紀。
八木アンテナは、FMチャンネルでのみ動作するように設計された狭帯域アンテナです。それはそのサイズとそれに対応して狭いメインローブ（ビーム）の中で最高のゲインを持っています。以下に示す設計に従って適切に設計された八木アンテナは、わずか1ワットのRF電力で5KMのサイト距離のラインをカバーできます。最高のゲインを得る、または目的の信号から20度から40度の方位角の干渉信号を識別するために、八木アンテナを使用します。基本的に、八木アンテナは、1つのリフレクター（背面）、1つの被駆動要素、および1つ以上のダイレクタ（方向/受信方向）で構成されます。
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八木アンテナ構造
上の図は、4つの要素で構成される八木アンテナを示しています。真ん中の要素は、単純な半波の折り返しダイポールです。に直接接続されているのは要素のみであるため、「駆動要素」と呼ばれます。 FMトランスミッタ回路 、アンテナ全体を駆動します。他の3つの外側の要素は寄生要素と呼ばれます。 1つはディレクター要素と呼ばれます。リフレクターはRFエネルギーを反射し、ディレクターはRFエネルギーを指示します。通常、リフレクターエレメントはドリブンエレメントより5％長く、ダイレクタはドリブンエレメントより5％短くなります。
放射線パターン
アンテナの設計は、アンテナからの指向性放射の依存性を指す放射パターンに関連しています。八木宇田アンテナは一般に八木として知られており、指向性アンテナと呼ばれています。アンテナの放射パターンは、空間座標の関数としてのアンテナの放射のプロパティのグラフィック表現の関数です。八木宇田アンテナのほとんどは、領域のフィールドで決定され、それは方向座標の関数です。放射線の特性は、放射線エネルギーの2次元または3次元の分布です。これには、電力束密度、放射強度、電界強度、指向性、または分極が含まれる場合があります。
八木宇田アンテナの放射パターン
指向性アンテナまたはビームアンテナは、1つまたは複数の方向でより大きな電力を放射するアンテナであり、送信および受信のパフォーマンスを向上させ、不要なソースからの干渉を低減します。八木・宇田アンテナのような指向性アンテナは、特定の方向へのより高い放射濃度が必要な場合に、ダイポールアンテナよりもパフォーマンスが向上します。全方向性アンテナはアンテナシステムであり、垂直面に指向性パターン形状を持ち、1つの面に均一に電力を放射します。放射線パターンのさまざまな部分はローブと呼ばれ、メジャー、マイナー、サイドローブ、またはバックローブの場合があります。
八木宇田アンテナには、等方性アンテナ、全方向性アンテナ、指向性アンテナ、半球型アンテナなど、他にも多くの種類の放射パターンがあります。等方性アンテナは全方向に均一に放射します。全方向性アンテナは、均等に放射するアンテナであり、このアンテナにはある程度の仰角があります。指向性アンテナは一方向にのみ放射します。半球アンテナは、半球の半分を放射します。それは、下半球または上半球のいずれかです。
八木宇田アンテナの設計
八木アンテナ設計
アンテナパラメータの要素の長さと間隔は波長で示されるため、特定の周波数のアンテナを簡単に設計できます。さまざまなアンテナ要素の長さは、周波数（f = 106 MHz）に関連しています。
- リフレクターの長さ= 150 / f（MHz）= 150/106 = 1.41メートル
- 被駆動要素の長さ= 143 / f（MHz）= 143/106 = 1.35メートル
- 最初のダイレクタの長さ= 138 / f（MHz）= 138/106 = 1.30メートル
- セカンドダイレクタの長さ= 134 / f（MHz）= 134/106 = 1.26メートル
- ブームの長さ=（43/106）+（45/106）+（45/106）=約1.25メートル
アルミパイプを使わず、安価なプラスチック素材とワイヤーを使ってシンプルな八木アンテナを作りますが、アルミパイプの標準アンテナが最適です
低価格の八木アンテナには、以下の材料が必要です。
八木宇田アンテナ素材
- 電気店から入手幅1インチ幅プラスチックケーシング長さ12フィート– 1 Nos
- 幅1/2インチ、長さ12フィートのケーシング-2の電気店から入手してください。
- アンテナを保持するための任意のポール木製/竹棒/鉄パイプ
- いくつかのセロテープ
- プラスチックケースを切るナイフ
- 送信機回路からアンテナへのフィーダー線として使用するために、約10メートル以上の平らな2芯リボンケーブル（初期にはTVアンテナに一般的に使用されていました）を入手してください。
- プライマリサポートには1インチを使用し、ブームと言います。
- 寸法に従って、リフレクター、ダイレクタ、ドリブンエレメントをカットします。
- 次に、上部のブームに沿って（内側ではなく）絶縁または非絶縁のワイヤを配線します。
- ダイレクタと上部（内部ではない）のリフレクタに同様のワイヤを配線します。
- ディレクター用ブームのワイヤー、リフレクターにポイントをはんだ付けで結合します。
- 被駆動要素の2倍以上の別のワイヤーを取ります。
- センターをブームポイントに結合します。
- そのワイヤーの両端を折り、ケーシングの底に持ってきます
- 接続のために両端を取り出し、セロテープを使用してしっかりと固定します。
- これらの2つの端は、 FMトランスミッター フラットリボンケーブルを介して。
- セロテープを使用して、すべてのダイレクタ、リフレクタ、および八木アンテナのような被駆動要素を保持します。
八木アンテナのチューニングプロセス
- フラットリボンケーブルで送信機の出力をアンテナに接続します
- 非鉄ドライバー、トリマーで調整します 発振器周波数 FM受信機またはFM受信機機能がある場合は携帯電話で約106MHzで完全な無音が聞こえるまで。
- マルチメータを使用する バッテリー電源と直列の250mA範囲
- 電流を調整して電力を75mAに設定します
八木UDAアンテナの応用
- 八木UDAアンテナは主に天文アンテナや防衛アンテナに使用されています。
- 指向性アンテナの一種であるヘリカルアンテナは、アンテナのゲインを上げるために使用されます。
- これらのアンテナの偏波は本質的に円形です。そして、これらのアンテナは電波天文学で使用されています。
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